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MEEN
タイトル
AD8230で熱電対測定
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アクセス3338
カテゴリーアンプ&コンパレータ
キーワード AD8230   回路   直接接地   端子   熱電対測定AD8230   Powered by Yahoo
投稿日時10/09/17 08:54
AD8230で熱電対の熱起電力を増幅する回路を作製したのですが、うまく動作してくれません。
回路は熱電対の補償導線をアンプの入力端子に直付けし、アンプのゲインを250倍としただけの回路です。
実際に動作させると、熱電対を室温下に置いているだけですが、出力が±40mV程度ふらつきます。
そこで、データシートに記載されているように、AD8230の-端子を10kΩで接地したのですが、効果が全くありませんでした。
さらに、AD8230の-端子を直接接地すると、ようやく出力電圧が安定します。
データシート上では-端子を直接接地する回路例は無く、抵抗を介して接地もしくは両電源に接続する例しかありませんが、この方法ではうまく動作しません。何か考え違いをしているのでしょうか?

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PNP-NPN 回答番号 3
タイトル
バイアス電流による誤差
ポイント
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アクセス3437
投稿日時10/09/17 18:08
 バイアス電流はアンプを動作せるために必ず必要ですが、AD8230の場合、データシートを見ると入力バイアス補正回路は入っていないようです。したがってバイアス電流の向きは、+INも-INも同じ方向と考えられます。ですからバイアス電流は二つの電流が足し算されて接地抵抗に流れることになります。接地抵抗で発生する電圧はオフセット電流ではなくバイアス電流そのものよるものになります。
 AD8230のバイアス電流最大値は1nAです。ですから抵抗には最大2nAが流れる可能性があります。10KΩの場合20μVです。この20μVがアンプ入力に同相で入っていれば問題ほとんど起こしません。熱電対がAD8230のすぐそばにあり、配線抵抗や容量が無視できるぐらい小さければ、接地抵抗による誤差電圧は、アンプにとって同相電圧になります。
 ケーブルが長くて、その容量や抵抗が無視できない時は、この電圧による誤差は差動のノイズとなって加わります。 その時は、その誤差電圧がゲイン倍(250倍)されて出力されることになります。
 

MEEN 回答番号 2
タイトル
AD8230の抵抗を介した接地について
ポイント
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アクセス3401
投稿日時10/09/17 13:56
PNP-NPN様
素早いご返答有難うございます。
入力端子を接地をしなければならないこと了解致しました。
そこで、もう1つ質問なのですが、抵抗を介して接地した際は、入力オフセット電流×抵抗値が誤差分として出てくるのでしょうか?それとも、そこは影響しないのでしょうか?

PNP-NPN 回答番号 1
タイトル
ノイズの侵入もと
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アクセス3437
投稿日時10/09/17 10:18
電源は±両電源で使用して、AD8230のReference入力は、グランドに接続しているものと想定してお話します。まずAD8230の入力のどちらかを接地することは、必須事項です。計装アンプ(Instrumentation Amp)の入力にはバイアス電流が流れるので、この電流の経路が必ず必要になるので、抵抗などでDC的にこの経路を作ることが必須になります。したがってMEENさんが反転入力側(-側)を抵抗で接地したことは正しい処理です。

 その状態で出力の±40mV(たぶんp-p?)のふらつき(ノイズ)が観測されたとのことですが、250倍ですから、入力換算で320μVp-pぐらいと考えられます。入力を抵抗ではなく直接接地すれば消えるとのことなので、AD8230そのものが原因ではないようです。

 そこで補償導線付きの熱電対(TC)の補償導線を外し直接TCをつけてみても同じことが起こるかどうか、確認してみてください。もしノイズが小さくなったり消えるようなら、導線がノイズを拾っているので、AD8230入力のフィルタリングや、導線のシールド方法についての検討が必要です。TCを外して補償導線の端(TC側)をショートしてみても同じことが起こるかどうかで、原因をある程度見極めることができるとおもいます。

 またノイズ波形を観測してみて、何か特徴はないでしょうか? たとえな比較的低周波(50Hzから120Hzぐらい)であれば、TCと導線が電源ラインからのノイズを拾っている可能性があります。もっと低いドリフトのようなふらつき見えた場合は、温度変化に対するゼロポイント補償をしていないために周辺温度の変化(風の流れなど)でTC出力がふらつくこともあります。今回はその可能性は低そうですが。

 いずれにしても原因がどこにあるかを切り分けることが第一歩だと思います。この掲示板サイトの中に、似たようなトピックが議論されていますので、こちらもも参考にしてみてください。 導線のシールド方法や、計装アンプの入力フィルターなどのトピックも、ここで紹介されています。

http://www.bbs-reedjp.com/ADI/index.php?bid=4&v=1284077772lmAwos


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